工程复核计算文档格式.docx
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位于高程3.70——8.70m,灰褐与黄褐色,夹杂粉粒及砂隔,含水分少可塑或硬塑。
Ⅷ粉细砂。
位于高程1.00——4.50m,灰与黄褐色,夹杂中粒,局部夹杂少量土质。
Ⅸ粘土。
位于高程0.00——3.10m,灰色与灰褐色,可塑,夹少量水姜石。
地基土层的物理力学指标见表2-1。
层
号
土壤名称
含水量
干容重
湿容重
塑性指数
压缩系数
抗剪强度
贯入击数
承载力P
摩阻力T
%
g/cm3
g/cm
C
Φ
t/m2
Ⅰ
亚粘土
Ⅱ
淤泥质亚粘土
38
1.31
1.80
16
0.045
0.22
4
2.5
1
Ⅲ
7
9
2
Ⅳ
粉砂
10
3
Ⅴ
32
1.45
1.92
0.029
0.28
4.7
Ⅵ
粉细砂
15
Ⅶ
24
1.56
1.97
0.023
0.15
30.1
115
17
5
Ⅷ
22
25
6
Ⅸ
粘土
13
2.4
地震设防烈度
根据《中国地震烈度区划图(1990)》,设计地震烈度为6度。
2.5
安全检测中的有关资料
1、混凝土碳化严重,测点最大碳化深度40mm,而之相对应构件的钢筋保护层设计厚度为5.0cm,实际厚度很不均匀,最薄处仅2-3cm,混凝土碳化深度的发展直接影响结构耐久性,已引起钢筋锈胀、砼产生顺筋裂缝,甚至多处砼保护层脱落。
2、闸墩、机架桥墩施工时采用劣质模板,支模时加固不牢、密封不严,钢筋保护层未采取适当措施控制,造成砼表面蜂窝、麻面、空洞严重,钢筋保护层厚度亦不均匀,甚至存在多处主筋裸露,露筋已严重锈蚀。
3、闸基渗流绝对异常值达46mv,系渗流已产生渗透变形的反映,闸底板断裂,护坡塌陷均是证明。
渗流变形对闸室安全已构成严重威胁。
4、启闭机型式老化,运行年限超期,效率低,耗能高,抽检的大多指标不合格,存在较多安全问题,已不能安全运行。
5、上游连接段护砌长度不够,且无翼墙,不能有效的防渗和护土。
6、机架桥桥侧面、栏杆砼脱落、露筋、钢筋锈蚀严重,处于频危状态,应尽快出现加固。
7、测滤管堵塞和失效,亦无观测资料。
2.6
安全鉴定依据
(1)《水闸设计规范》(SL265-2001)
(2)《水闸安全鉴定规定》(SL214-98)
(3)《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-2000)
(4)《水工混凝土结构设计规范》(DL/T5077-1996)
(5)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
(6)马颊河李家桥闸竣工图,平原县李家桥建闸指挥部,1970.11
(7)马颊河李家桥拦河闸施工图设计说明书,鲁北根治海河指挥部,1970.12
(8)马颊河李家桥闸立案报告,德州地区革命委员会水利局,1974.11
(9)山东省德州市马颊河李家桥拦河闸工程现状调查分析报告,德州市水利勘察设计研究院,2009.2
(10)山东省德州市马颊河李家桥拦河闸工程现场安全检测报告,德州市水利勘察设计研究院,2009.2
3
复核计算成果及分析评价
3.1
复核计算目的
通过对有关项目的复核计算分析,评估工程质量状况和安全运用程度,提出对工程进行技术改造、加固、更新和管理运用的建议。
3.2
复核计算内容
本次复核分析计算内容包括以下6项:
①水闸过流能力复核计算;
②水闸消能防冲复核计算;
③水闸渗流复核计算;
④闸室稳定复核计算;
⑤闸室结构安全复核;
⑥闸门结构安全复核;
3.3
水闸过流能力复核
3.3.1
计算公式
闸底坎为平顶堰时,闸孔出流和堰流判别公式:
为闸孔出流
为堰流
式中
——闸门开度(m);
——从堰顶算起的闸前水深(m)。
过闸流态按下列公式判断:
为自由出流
为淹没出流
——闸底板以上的下游水深(m);
——计入行近流速的上游堰上总水头(m)。
堰流时流量计算公式
——过闸流量(m3/s);
——闸孔净宽(m);
——流量系数;
——堰流淹没系数;
——堰流侧收缩系数。
对多孔闸,可按下式计算;
——中闸孔侧收缩系数;
——边闸孔侧收缩系数;
——闸孔数。
孔流时流量计算公式
——孔口高宽(m);
——孔流流量系数;
——淹没系数
3.3.2
计算工况
本闸设计防洪水位21.32m,设计防洪流量658m3/s。
由于河道淤积,本次复核考虑以下两种计算情况:
(1)河道清淤,按原设计计算;
(2)河道按现状淤积,不清淤。
按平均淤积厚度1.5m考虑。
3.3.3
复核计算
(1)清淤,按设计复核
设计闸底板高程15.55m,7孔,每孔净宽10m,闸门高5.50m,闸孔净宽70.00m。
过流能力采用上述公式复核如下:
为堰流。
过闸流态判别:
在设计流量658m3/s时,取行进流速为1.5m/s,则:
=5.86m
=5.66m,
=0.966,为淹没出流。
=0.53
=0.982
=0.922
=0.973
=0.385
=872m3/s
因此,按设计情况,过流能力满足要求。
(2)不清淤,按平均淤积厚度1.5m考虑。
因河道淤积,过水断面减小,近似取行近流速
=1.5m/s,故
=4.36m
=4.16m,
=0.954,
=0.62
其它数据同上。
=655m3/s
因此,按现状淤积不清淤,过流能力不能满足要求。
3.3.4
复核结论
按设计情况,过流能力满足要求;
如果按现状淤积不清淤,过流能力不能满足要求。
3.4
消能防冲复核计算
3.4.1
消能防冲计算条件
闸上游水位为21.32m,过闸流量为658m3/s。
3.4.2
跃前水深:
跃后水深:
上两式中:
——以跃前断面处消能池底水平面为基准面的水闸上游总水头;
——跃前断面处的单宽流量,
(其中
闸孔净宽,
为过流量);
为流速系数,
取0.95);
下游消力池底板高程为15.55m,闸孔总净宽为70m。
代入有关数据得:
跃后水深
=3.8m。
而下游消力池处水深
=5.5m。
故消能防冲满足要求。
3.5
渗流复核计算
3.51
闸基渗流复核
3.5.1.1
闸基防渗长度复核
按《水闸设计规范》(SL265-2001),防渗长度按下式验算:
——地下轮廓线长度;
——允许渗径系数,取
=3.5;
——上下游水位差。
因此,要求的防渗长度
=3.5*5.77=20.2m.
实际防渗长度
=10+0.8+12.5=23.3m>
20.2m
故防渗长度满足规范要求。
3.5.1.2
闸基抗渗稳定复核计算
(1)计算方法
采用《水闸设计规范》(SL265-2001)推荐的改进阻力系数法。
(2)计算公式
a.地基有效深度的计算
当
时,
——地基有效深度(m);
——地下轮廓的水平投影长度(m);
——地下轮廓的垂直投影长度(m)。
如果计算
值小于地基实际深度,应采用
值进行渗流计算;
值大于地基实际深度,应按地基实际深度进行渗流计算;
b.分段阻力系数的计算
(1)进、出口段阻力系数可按下式计算:
——进、出口段阻力系数;
——板桩或齿墙的入土深度(m);
——地基透水层深度(m)。
(2)内部垂直段的阻力系数可按下式计算:
——内部垂直段的阻力系数。
(3)水平段的阻力系数可按下式计算:
——水平段的阻力系数;
、
——进口段和出口段板桩或齿墙的入土深度(m)。
c.各分段水头损失值的计算
各分段水头损失值可按下式计算
,
,…,
——各分段的水头损失值;
——各分段的阻力系数。
以直线连接各分段计算点的水头值,即得渗透压力图。
d.进出口段水头损失值的修正
进出口段水头损失可按下式修正:
——按公式计算的水头损失值(m);
——修正后的水头损失值(m);
——阻力修正系数,可按下式计算:
——底板埋深与板桩入土深度之和(m);
——板桩另一侧地基透水层深度(m)。
e.出口段渗流坡降值的计算:
式中
——出口段渗流坡降值。
(3)复核计算结果
1.计算条件
闸上水位21.05m,闸下水位15.55m;
计算简图如图3-5-1。
图3-5-1
渗流计算简图(单位m)
2.计算方法
采用改进阻力系数法。
地基计算深度:
因水平投影L0=22.5m,铅直投影S0=1.8m,故有效深度
=0.5L0=11.25m
根据地质资料,取透水层深度为12m,故有效深度
=11.25m。
各段阻力系数计算公式:
进口段(1-2)
1-2=1.5(
)1.5+0.441
水平段(2-3)
垂直段(3-4)
水平段(4-5)
垂直段(5-6)
水平段(6-7)
垂直段(7-8)
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